蔬菜嫁接机夹苗机械手机构设计及仿真

     黄瓜是北方的主要蔬菜产品之一。黄瓜生产主要利用黄瓜与南瓜的嫁接苗，以增强抗病性、提高产量和土地利用率等。嫁接是一项高产、高效、切实可行的生产技术，但同时又是一项时间紧迫、作业量大的工作。人工嫁接操作复杂、耗费工时，而且每个人嫁接水平不一，很难保证较高的成活率。因此，设计了蔬菜嫁接机，以满足生产的需要。

    夹苗机械手是嫁接机的重要部件，直接影响嫁接机的工作速率和嫁接的成功率。笔者通过机构设计和计算机分析，设计了夹苗机械手。

   

    1 机械手动作分析

    设计的蔬菜嫁接机，要求砧木和穗木夹苗机械手在喂苗位置张开，分别喂入苗后，机械手闭合;之后机械手在动盘带动下转动90°，到切削位置停止，由切削装置分别切削砧木和穗木;之后在动盘带动下再次转动90°，到嫁接位置，砧木苗和穗木苗贴合，由送夹机构送来的秧夹夹住贴合后的秧苗，然后机械手张开，使完成嫁接的秧苗下落。

    因此，对嫁接机械手的工艺要求是在喂苗位置，机械手张开，保证轻松喂苗，并且要保证苗的定位方向符合贴接法对秧苗切削的要求;在落苗位置，要保证秧苗的落苗空间，避免秧苗卡在机械手上。

    2 机械手设计

    2.1机构设计

    根据嫁接工艺对机械手动作的要求，通过对多种机构的对比，决定采用图1所示的机构。工作时，在喂苗和落苗位置，由气缸推动推杆AE，带动外指AC向外运动，内指BD在连杆AB的带动下绕回转点E转动，使内、外指夹苗点C和D张开;内、外指的闭合由拉伸螺旋弹簧拉力的作用来实现。

    2.2机构尺寸确定

    由贴接法嫁接工艺可知，贴接后保证顺利落苗是确定机构尺寸的主要依据。黄瓜苗的最大叶片跨度为73.0 mm，平均65.1 mm，平均宽度23.5 mm，南瓜苗的最大叶片跨度为107. 0mm，平均87.4 mm，平均宽度37.3 mm。由于该机构机械手张开时内指是转动的，并且叶片具有较大的柔性和弹性，加上重力的作用，贴合后的秧苗较易于下落。因此，初步确定连杆AB长24 mm，外指AC长25 mm，内指BD长45 mm，推杆AE长75 mm。

    3机械手建模与动态仿真分析

    3.1机械手建模

    将初步确定尺寸的机构各件用建立模型，然后将其装配。并对部分尺寸进行修正，得机械手三维图，如图2所示。